Thermoelement verlängern: Ausgleichsleitung, Polarität und typische Anschlussfehler

 

Thermoelemente werden in industriellen Anlagen häufig dort eingesetzt, wo hohe Temperaturen, schnelle Temperaturänderungen oder robuste Sensorbauformen gefragt sind. In der Praxis kommt es jedoch immer wieder zu Messfehlern, sobald ein Thermoelement verlängert oder an eine Steuerung, Anzeige oder einen Messumformer angeschlossen wird.

Ein besonders häufiger Fehler ist die Verlängerung eines Thermoelements mit normaler Kupferleitung. Auf den ersten Blick scheint das naheliegend: Zwei Adern werden verlängert und an das Auswertegerät angeschlossen. Bei Thermoelementen funktioniert die Temperaturmessung jedoch anders als bei einem Pt100. Deshalb kann eine falsche Leitung, falsche Polarität oder ungeeignete Klemmstelle zu deutlich falschen Messwerten führen.

Dieser Beitrag erklärt, warum Thermoelemente spezielle Thermoleitungen oder Ausgleichsleitungen benötigen, welche Rolle die Polarität spielt und welche Anschlussfehler in der Praxis besonders häufig auftreten.

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Warum ist normale Kupferleitung beim Thermoelement ein Problem?

Ein Thermoelement liefert kein Widerstandssignal wie ein Pt100, sondern eine sehr kleine Thermospannung. Diese Thermospannung entsteht durch die Kombination zweier unterschiedlicher metallischer Leiter und ist abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen Messstelle und Vergleichsstelle.

Wird ein Thermoelement einfach mit normaler Kupferleitung verlängert, entstehen zusätzliche Übergänge zwischen unterschiedlichen Materialien. Befinden sich diese Übergänge an Stellen mit unterschiedlichen Temperaturen oder werden sie nicht korrekt durch die Kaltstellenkompensation berücksichtigt, entstehen zusätzliche Thermospannungen. Das Ergebnis sind falsche oder instabile Messwerte.

• Falsche Leitung: Normale Kupferleitung passt nicht zum Thermoelementtyp.
• Zusätzliche Übergänge: Jede Materialkombination kann eine Thermospannung erzeugen.
• Temperaturunterschiede an Klemmstellen: Unterschiedlich warme Übergänge verursachen Messfehler.
• Falsche Polarität: Vertauschte Adern führen zu falscher Temperaturanzeige.
• Fehlende Kaltstellenkompensation: Das Auswertegerät muss wissen, wo der Übergang zur Vergleichsstelle liegt.

Normale Kupferleitung ist deshalb für die direkte Verlängerung eines Thermoelementsignals in der Regel nicht geeignet. Sie kann erst nach einer geeigneten Signalumformung, zum Beispiel nach einem Messumformer mit 4 … 20 mA-Ausgang, sinnvoll eingesetzt werden.

Grundprinzip: Wie misst ein Thermoelement Temperatur?

Ein Thermoelement besteht aus zwei unterschiedlichen metallischen Leitern. Diese sind an der Messstelle miteinander verbunden. Wird die Messstelle erwärmt oder abgekühlt, entsteht eine temperaturabhängige elektrische Spannung im Millivoltbereich.

Das Auswertegerät misst diese Thermospannung und rechnet sie anhand der Kennlinie des jeweiligen Thermoelementtyps in eine Temperatur um. Dabei muss das Gerät auch die Temperatur an der Anschlussstelle berücksichtigen. Diese Korrektur wird Kaltstellenkompensation genannt.

Komponente	Aufgabe	Typischer Fehler
Messstelle	Hier wird die Prozesstemperatur erfasst.	Sensor sitzt falsch oder hat schlechten thermischen Kontakt.
Thermoelementleiter	Erzeugen die temperaturabhängige Thermospannung.	Falscher Thermoelementtyp oder falsches Material.
Verlängerungsleitung	Überträgt das Thermoelementsignal zum Auswertegerät.	Normale Kupferleitung statt Thermo- oder Ausgleichsleitung.
Klemmstelle	Verbindet Sensor, Leitung und Auswertung.	Falsches Material, Temperaturgradient oder vertauschte Polarität.
Kaltstellenkompensation	Korrigiert die Temperatur an der Anschlussstelle.	Vergleichsstelle liegt nicht dort, wo das Gerät kompensiert.
Auswertegerät / Messumformer	Wandelt Thermospannung in Temperatur oder Normsignal um.	Falscher Thermoelementtyp oder falscher Messbereich eingestellt.

Entscheidend ist: Das Thermoelement, die Verlängerung, die Klemmstellen und das Auswertegerät bilden zusammen ein Messsystem. Wird ein Teil davon falsch ausgeführt, kann der gesamte Messwert falsch sein.

Thermoleitung oder Ausgleichsleitung: Was ist der Unterschied?

Beim Verlängern von Thermoelementen wird häufig zwischen Thermoleitung und Ausgleichsleitung unterschieden. Beide dienen dazu, das Thermoelementsignal zur Anzeige, SPS oder zum Messumformer zu führen. Sie sind jedoch nicht identisch.

Leitungstyp	Beschreibung	Typische Verwendung
Thermoleitung	Besteht aus denselben oder sehr ähnlichen Materialien wie das Thermoelement.	Für genaue Verlängerung des Thermoelementsignals über größere Strecken.
Ausgleichsleitung	Besteht aus Ersatzmaterialien mit ähnlichem thermischem Verhalten im vorgesehenen Temperaturbereich.	Für definierte Temperaturbereiche und kostengünstigere Verlängerungen.
Kupferleitung	Normale elektrische Leitung ohne passende Thermoeigenschaften.	Nicht für die direkte Verlängerung eines Thermoelementsignals geeignet.
Signalleitung nach Messumformer	Überträgt ein umgewandeltes Signal, z. B. 4 … 20 mA.	Nach dem Messumformer kann normale Signalleitung verwendet werden.

Wichtig ist, dass Thermoleitung oder Ausgleichsleitung zum verwendeten Thermoelementtyp passen. Ein Typ-K-Thermoelement benötigt eine passende Typ-K-Thermoleitung oder eine geeignete Typ-K-Ausgleichsleitung. Gleiches gilt für Typ J, Typ T, Typ N oder andere Thermoelementtypen.

Thermoelementtyp	Wichtig bei der Verlängerung	Typischer Fehler
Typ K	Passende Typ-K-Thermo- oder Ausgleichsleitung verwenden.	Verlängerung mit Kupferleitung oder falscher Polarität.
Typ J	Leitung muss zur Typ-J-Kennlinie passen.	Verwechslung mit Typ K oder falsche Klemmung.
Typ T	Besonders auf korrekte Materialpaarung achten.	Kupferanteil führt zur falschen Annahme, normale Kupferleitung sei geeignet.
Typ N	Passende Leitung und Auswertung für Typ N erforderlich.	Messumformer oder Anzeige auf falschen Typ eingestellt.

Polarität beim Thermoelement: Warum Plus und Minus wichtig sind

Thermoelemente haben eine Polarität. Werden Plus- und Minusleitung vertauscht, verändert sich das Vorzeichen der Thermospannung. In der Praxis führt das dazu, dass die Temperaturanzeige falsch reagiert oder bei Erwärmung scheinbar fällt.

Ein Polaritätsfehler fällt besonders dann auf, wenn die Anzeige beim Erwärmen des Sensors in die falsche Richtung läuft. Je nach Gerät und Temperaturbereich kann der Messwert stark abweichen oder völlig unplausibel erscheinen.

Fehler	Auswirkung	Prüfung
Plus und Minus vertauscht	Temperatur läuft bei Erwärmung in falsche Richtung.	Polarität an Sensor, Stecker, Klemme und Messgerät prüfen.
Farbkennzeichnung falsch interpretiert	Adern werden am Auswertegerät falsch angeschlossen.	Norm, Datenblatt und Leitungstyp prüfen.
Steckverbinder falsch angeschlossen	Messwert springt oder ist dauerhaft falsch.	Thermoelement-Stecker und Buchse auf passenden Typ prüfen.
Mehrere Klemmstellen vertauscht	Fehler ist schwer nachvollziehbar.	Verdrahtung vom Sensor bis zum Messumformer Schritt für Schritt verfolgen.

Typische Hinweise auf falsche Polarität

• Der Messwert sinkt, obwohl der Sensor erwärmt wird.
• Die Anzeige reagiert in die falsche Richtung.
• Nach einer Verlängerung oder Reparatur ist der Messwert plötzlich unplausibel.
• Am Messumformer ist der richtige Typ eingestellt, aber die Anzeige bleibt falsch.
• Der Fehler tritt erst nach einem Steckverbinder, einer Klemme oder einer Verlängerung auf.

Klemmstellen, Steckverbinder und Übergänge richtig ausführen

Bei Thermoelementen sind Klemmstellen und Steckverbinder besonders kritisch. Jede Verbindung zwischen unterschiedlichen Metallen kann eine zusätzliche Thermospannung erzeugen. Wenn beide Übergänge auf gleicher Temperatur liegen und richtig kompensiert werden, kann dies beherrschbar sein. Liegen jedoch Temperaturunterschiede vor, entstehen Messfehler.

Besonders problematisch sind Klemmstellen in Bereichen mit starken Temperaturgradienten, zum Beispiel in der Nähe von Öfen, Heizbändern, Maschinengehäusen, Rohrleitungen oder schlecht belüfteten Schaltschränken.

Anschlussstelle	Typisches Risiko	Gute Praxis
Anschlusskopf am Sensor	Temperatur am Anschlusskopf beeinflusst Vergleichsstelle.	Geeignete Anschlusskopfposition und passende Leitung verwenden.
Klemmenkasten	Unterschiedliche Temperaturen an Klemmen erzeugen Fehler.	Klemmen möglichst gleich temperiert und geschützt ausführen.
Thermoelement-Steckverbinder	Falscher Steckertyp oder falsches Material.	Steckverbinder passend zum Thermoelementtyp auswählen.
Schaltschrankklemme	Übergang auf Kupfer vor der Kaltstellenkompensation.	Übergang erst am Messgerät oder Messumformer vorsehen.
Reparaturstelle	Falsche Adern oder mechanisch schlechte Verbindung.	Thermoelementleitung fachgerecht und typgleich verbinden.

Bei längeren Leitungswegen sollte das Thermoelementsignal nicht mehrfach über normale Klemmen, Kupferleitungen und Zwischenstecker geführt werden. Besser ist eine saubere, durchgängige Thermo- oder Ausgleichsleitung bis zur Stelle, an der die Kaltstellenkompensation erfolgt.

Kaltstellenkompensation richtig verstehen

Ein Thermoelement misst nicht einfach eine absolute Temperatur an der Spitze. Es liefert eine Spannung, die von der Temperaturdifferenz zwischen Messstelle und Vergleichsstelle abhängt. Damit das Auswertegerät die tatsächliche Messstellentemperatur berechnen kann, muss die Temperatur an der Vergleichsstelle berücksichtigt werden.

Diese Korrektur nennt man Kaltstellenkompensation. Sie befindet sich je nach Aufbau im Messgerät, im Temperaturtransmitter oder in einer separaten Vergleichsstelle. Wird das Thermoelement vorher falsch auf Kupfer umgeklemmt, liegt die tatsächliche Vergleichsstelle möglicherweise nicht mehr dort, wo das Gerät sie erwartet.

Situation	Was passiert?	Mögliche Folge
Thermoelementleitung bis zum Messumformer geführt	Kaltstellenkompensation erfolgt am Messumformer.	Saubere und übliche Lösung.
Thermoelement im Feld auf Kupferleitung umgeklemmt	Neue Übergangsstelle entsteht im Feld.	Messfehler, wenn diese Stelle nicht kompensiert wird.
Klemmstelle liegt in warmer Umgebung	Vergleichsstelle ist nicht stabil.	Messwert verschiebt sich mit Umgebungstemperatur.
Messumformer im Anschlusskopf eingesetzt	Thermoelementsignal wird direkt am Sensor umgewandelt.	Ab dort kann ein Normsignal übertragen werden.
Normsignal 4 … 20 mA wird übertragen	Thermospannung wurde bereits ausgewertet.	Normale Signalleitung kann verwendet werden.

Eine sinnvolle Lösung ist oft, den Messumformer möglichst nahe an den Sensor oder in den Anschlusskopf zu setzen. Dadurch wird das empfindliche Thermoelementsignal nur über eine kurze Strecke geführt. Danach kann ein robusteres Normsignal wie 4 … 20 mA zur SPS übertragen werden.

Typische Fehlerbilder und Ursachen

Viele Fehler beim Verlängern von Thermoelementen zeigen sich nicht sofort als kompletter Ausfall. Häufig liefert die Messstelle weiterhin Werte, diese sind jedoch verschoben, instabil oder reagieren unplausibel auf Temperaturänderungen.

Fehlerbild	Mögliche Ursache	Praktische Prüfung
Messwert dauerhaft zu hoch oder zu niedrig	Falsche Ausgleichsleitung oder falsche Kaltstellenkompensation	Leitungstyp, Klemmenstelle und Geräteeinstellung prüfen.
Messwert läuft bei Erwärmung nach unten	Polarität vertauscht	Plus und Minus am gesamten Anschlussweg prüfen.
Messwert springt oder schwankt	Lose Klemme, gebrochene Leitung oder schlechte Steckverbindung	Klemmen nachziehen, Leitung bewegen, Steckverbinder prüfen.
Messwert ändert sich mit Schaltschranktemperatur	Übergang auf Kupfer an falscher Stelle	Kaltstellenkompensation und Klemmstelle bewerten.
Anzeige zeigt Sensorbruch	Unterbrechung in Sensor oder Leitung	Durchgang und Leitung bis zur Messstelle prüfen.
Nach Verlängerung ist der Wert falsch	Kupferleitung, falscher Typ oder falsche Polarität verwendet	Verlängerungsleitung und Anschlussplan vergleichen.
Messwert driftet langfristig	Sensoralterung, ungeeignete Leitung oder thermische Belastung	Sensor, Leitung und Einsatztemperatur prüfen.

Anschlussbeispiele: richtig und falsch

Beim Verlängern eines Thermoelements kommt es auf den gesamten Anschlussweg an. Die folgenden Beispiele zeigen typische richtige und falsche Verdrahtungen.

Aufbau	Bewertung	Warum?
Thermoelement Typ K → passende Typ-K-Ausgleichsleitung → Messumformer Typ K	Richtig	Leitung, Sensor und Auswertung passen zusammen.
Thermoelement Typ K → Kupferleitung → Messgerät mit Kaltstellenkompensation am Gerät	Falsch	Übergang auf Kupfer liegt vor der kompensierten Vergleichsstelle.
Thermoelement Typ J → Typ-K-Ausgleichsleitung → Anzeige Typ J	Falsch	Leitungstyp passt nicht zur Thermoelementkennlinie.
Thermoelement → Messumformer im Anschlusskopf → 4 … 20 mA zur SPS	Richtig	Thermospannung wird früh umgewandelt; danach ist normale Signalleitung möglich.
Thermoelement → passende Thermoleitung → Thermoelement-Steckverbinder gleichen Typs → Anzeige	Richtig	Materialpaarung und Anschlussweg bleiben passend.
Thermoelement → Lüsterklemme im warmen Maschinenraum → Kupferleitung zur SPS	Falsch	Unkontrollierte Vergleichsstelle und Temperaturgradient erzeugen Messfehler.

Die sicherste Vorgehensweise ist, Sensor, Leitung, Steckverbinder und Auswertegerät immer als komplettes Messsystem zu betrachten. Der Thermoelementtyp muss vom Sensor bis zur Kaltstellenkompensation eindeutig durchgängig sein.

Wann ein Thermoelement-Messumformer sinnvoll ist

Ein Thermoelement-Messumformer wandelt das empfindliche Millivolt-Signal des Thermoelements in ein robusteres Normsignal um, zum Beispiel 4 … 20 mA. Das ist besonders sinnvoll, wenn längere Strecken zur SPS überbrückt werden müssen oder wenn elektrische Störeinflüsse zu erwarten sind.

Der Messumformer sollte möglichst an einer geeigneten Stelle installiert werden, zum Beispiel im Anschlusskopf, im Feldgehäuse oder im Schaltschrank. Wichtig ist, dass das Thermoelementsignal bis zur Kaltstellenkompensation korrekt geführt wird.

Situation	Warum Messumformer sinnvoll?	Vorteil
Lange Leitung zur SPS	Thermospannung ist empfindlich gegenüber Anschlussfehlern und Störungen.	4 … 20 mA-Signal ist robuster über längere Strecken.
Viele Klemmstellen im Schaltschrank	Mehrere Übergänge können Thermospannungen erzeugen.	Frühzeitige Signalumformung reduziert Fehlerquellen.
Störanfällige Industrieumgebung	Motoren, Frequenzumrichter oder Leistungskabel können Messsignale beeinflussen.	Potentialtrennung und Normsignal verbessern Messsicherheit.
SPS hat keinen Thermoelementeingang	Direkter Anschluss ist nicht möglich.	Messumformer liefert ein standardisiertes Eingangssignal.
Parametrierung und Diagnose gewünscht	Messbereich und Sensorart sollen flexibel eingestellt werden.	Digitale Messumformer erleichtern Inbetriebnahme und Service.

Für Thermoelemente kann zum Beispiel der
Thermoelement-Messumformer DT 45800
eingesetzt werden. Für universellere Anwendungen mit Pt, Ni, KTY, TC, Widerstand, Poti oder mV-Signalen kann der
Temperatur-Messumformer DT 45000
eine passende Lösung sein.

Welche Thermoelemente und Messumformer sind geeignet?

Die passende Auswahl hängt davon ab, ob die Messstelle direkt im Prozess, in einem Schutzrohr, an einer Maschine, in der Kunststoffindustrie oder als Kabel-Thermoelement ausgeführt werden soll. Zusätzlich muss entschieden werden, ob das Thermoelementsignal direkt ausgewertet oder über einen Messumformer in ein Normsignal umgesetzt werden soll.

Produkt	Besonders relevant für	Hinweis
WIKA Typ TC40 Kabel-Thermoelement	Flexible Temperaturmessstellen mit Anschlussleitung	Relevant, wenn eine kompakte Thermoelementlösung mit geeigneter Leitung benötigt wird.
WIKA Typ TC10-C Einschraub-Thermoelement	Direkte Prozessanschlüsse an Behältern, Rohrleitungen oder Anlagenkomponenten	Geeignet, wenn ein Thermoelement mit Prozessanschluss und Schutzrohr benötigt wird.
WIKA Typ TC10-A Messeinsatz für Thermoelement	Austauschbare Messeinsätze für Thermoelemente	Sinnvoll, wenn Messeinsätze in bestehende Armaturen oder Schutzrohre eingebaut werden.
Typ TC47-MB Einschraub-Masse-Thermoelement	Kunststoffindustrie und spezielle Anwendungen an Extrusionsmaschinen	Relevant für Temperaturmessungen an Maschinenkomponenten und Masseanwendungen.
Thermoelement-Messumformer DT 45800	Umwandlung von Thermoelementsignalen in Normsignale	Geeignet, wenn TC-Signale potentialgetrennt und robust weiterverarbeitet werden sollen.
Temperatur-Messumformer DT 45000	Universelle Temperatur- und mV-Signalerfassung	Sinnvoll, wenn unterschiedliche Sensorsignale flexibel in Normsignale umgesetzt werden sollen.
WIKA Typ T16 Digitaler Temperaturtransmitter	Thermoelementanschluss in Kopf- oder Schienenversion	Interessant, wenn ein Temperaturtransmitter speziell für Thermoelemente benötigt wird.

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Praxisbeispiele aus industriellen Anlagen

Beispiel 1: Thermoelement Typ K mit Kupferleitung verlängert

Ein Thermoelement Typ K wird in einer Anlage mit normaler Kupferleitung bis zum Schaltschrank verlängert. Nach der Verlängerung zeigt die Steuerung deutlich abweichende Temperaturen an. Ursache ist der Übergang von Thermoelementmaterial auf Kupfer an einer nicht kompensierten Klemmstelle. Die Lösung ist eine passende Typ-K-Thermo- oder Ausgleichsleitung bis zur Kaltstellenkompensation.

Beispiel 2: Anzeige fällt beim Erwärmen

Nach dem Austausch eines Sensors fällt die Anzeige, obwohl die Messstelle erwärmt wird. In diesem Fall ist häufig die Polarität vertauscht. Plus- und Minusleitung müssen am Thermoelement, an der Verlängerungsleitung, am Steckverbinder und am Messgerät überprüft werden.

Beispiel 3: Messwert schwankt mit Schaltschranktemperatur

Ein Thermoelement wird im Feld auf Kupferleitung umgeklemmt und die Leitung führt weiter in den Schaltschrank. Der Messwert verändert sich mit der Umgebungstemperatur an der Klemmstelle. Die Kaltstellenkompensation erfolgt jedoch erst am Auswertegerät. Dadurch wird die Temperatur an der falschen Stelle kompensiert.

Beispiel 4: Typ-K-Sensor an Typ-J-Eingang

Ein Thermoelement Typ K wird an einem Messumformer angeschlossen, der versehentlich auf Typ J eingestellt ist. Die Anzeige liefert zwar Werte, diese sind jedoch falsch. Sensorart, Leitungstyp und Parametrierung des Messumformers müssen immer zusammenpassen.

Beispiel 5: Lange Leitung in der Nähe von Frequenzumrichtern

Ein Thermoelementsignal wird über eine lange Leitung in der Nähe von Motorleitungen und Frequenzumrichtern geführt. Der Messwert springt oder schwankt. Neben der richtigen Thermo- oder Ausgleichsleitung können Schirmung, Leitungsführung und ein Messumformer nahe am Sensor helfen, die Messung zu stabilisieren.

Checkliste für die Verdrahtung

Mit dieser Checkliste lässt sich die Verdrahtung eines Thermoelements vor der Inbetriebnahme oder bei der Fehlersuche strukturiert prüfen.

Prüffrage	Warum wichtig?	Bewertung
Welcher Thermoelementtyp ist eingebaut?	Typ K, J, T, N oder andere Typen haben unterschiedliche Kennlinien.	Typenschild, Datenblatt oder Bestellcode prüfen.
Passt die Verlängerungsleitung zum Thermoelementtyp?	Falsche Leitung erzeugt Messfehler.	Thermo- oder Ausgleichsleitung passend zum Sensortyp verwenden.
Wurde normale Kupferleitung direkt verwendet?	Kupferleitung ist vor der Kaltstellenkompensation meist ungeeignet.	Durch passende Thermo- oder Ausgleichsleitung ersetzen.
Ist die Polarität korrekt?	Vertauschte Adern führen zu falscher Temperaturreaktion.	Plus und Minus an Sensor, Leitung, Stecker und Gerät prüfen.
Liegt die Kaltstellenkompensation an der richtigen Stelle?	Falsche Vergleichsstelle verschiebt den Messwert.	Aufbau von Sensor bis Auswertegerät nachvollziehen.
Sind Klemmstellen gleichmäßig temperiert?	Temperaturgradienten an Übergängen erzeugen Fehler.	Klemmstellen geschützt und passend positionieren.
Ist das Auswertegerät richtig parametriert?	Thermoelementtyp und Messbereich müssen stimmen.	Parametrierung mit Sensor und Leitung vergleichen.
Ist die Leitung gegen Störeinflüsse geschützt?	Millivolt-Signale sind empfindlich.	Schirmung, Leitungsführung und Abstand zu Leistungskabeln prüfen.
Wäre ein Messumformer nahe am Sensor sinnvoll?	Normsignale sind robuster über längere Strecken.	4 … 20 mA-Umformung oder Feldtransmitter prüfen.

Fazit: Thermoelemente nur mit passender Leitung verlängern

Ein Thermoelement darf nicht wie ein einfacher elektrischer Kontakt behandelt werden. Die Temperaturmessung basiert auf einer sehr kleinen Thermospannung und auf der Materialkombination der verwendeten Leiter. Deshalb kann eine Verlängerung mit normaler Kupferleitung zu erheblichen Messfehlern führen.

Für eine zuverlässige Messung müssen Thermoelementtyp, Thermoleitung oder Ausgleichsleitung, Polarität, Steckverbinder, Klemmstellen, Kaltstellenkompensation und Auswertegerät zusammenpassen. Besonders bei längeren Leitungswegen oder störanfälligen Industrieumgebungen kann ein Thermoelement-Messumformer nahe am Sensor die Messsicherheit deutlich verbessern.

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FAQ: Häufige Fragen zum Verlängern von Thermoelementen

Kann man ein Thermoelement verlängern?

Ja, ein Thermoelement kann verlängert werden. Dafür sollte jedoch eine passende Thermoleitung oder Ausgleichsleitung verwendet werden, die zum jeweiligen Thermoelementtyp passt. Eine normale Kupferleitung ist für die direkte Verlängerung in der Regel nicht geeignet.

Warum darf man ein Thermoelement nicht einfach mit Kupferleitung verlängern?

Durch den Übergang von Thermoelementmaterial auf Kupfer entstehen zusätzliche Vergleichsstellen. Wenn diese nicht korrekt kompensiert werden oder unterschiedliche Temperaturen haben, entstehen Messfehler. Deshalb muss das Thermoelementsignal bis zur Kaltstellenkompensation passend geführt werden.

Was ist eine Ausgleichsleitung beim Thermoelement?

Eine Ausgleichsleitung ist eine spezielle Leitung, deren thermoelektrische Eigenschaften im vorgesehenen Temperaturbereich zum Thermoelementtyp passen. Sie dient dazu, das Thermoelementsignal korrekt zum Messgerät oder Messumformer zu führen.

Was ist der Unterschied zwischen Thermoleitung und Ausgleichsleitung?

Eine Thermoleitung besteht aus denselben oder sehr ähnlichen Materialien wie das Thermoelement. Eine Ausgleichsleitung besteht aus Ersatzmaterialien mit ähnlichem thermischem Verhalten im vorgesehenen Temperaturbereich. Beide müssen zum Thermoelementtyp passen.

Was passiert, wenn die Polarität beim Thermoelement falsch ist?

Wenn Plus und Minus vertauscht werden, reagiert die Anzeige falsch. Häufig fällt der Messwert bei Erwärmung oder zeigt unplausible Temperaturen an. Die Polarität muss daher vom Sensor bis zum Auswertegerät durchgängig korrekt sein.

Was bedeutet Kaltstellenkompensation?

Die Kaltstellenkompensation berücksichtigt die Temperatur an der Vergleichsstelle, also an der Stelle, an der das Thermoelementsignal ausgewertet oder auf ein anderes Material übergeht. Ohne korrekte Kaltstellenkompensation ist die Temperaturmessung fehlerhaft.

Brauche ich spezielle Thermoelement-Steckverbinder?

Ja, Steckverbinder sollten zum Thermoelementtyp passen. Falsche Steckverbinder oder ungeeignete Materialien können zusätzliche Thermospannungen und damit Messfehler verursachen.

Wann sollte ein Thermoelement-Messumformer eingesetzt werden?

Ein Messumformer ist sinnvoll, wenn das empfindliche Thermoelementsignal über längere Strecken übertragen werden soll, wenn Störeinflüsse zu erwarten sind oder wenn die SPS ein Standardsignal wie 4 … 20 mA benötigt. Beispiele sind der
Thermoelement-Messumformer DT 45800
oder der
Temperatur-Messumformer DT 45000.

Was passiert, wenn Thermoelementtyp und Messumformer nicht zusammenpassen?

Wenn zum Beispiel ein Typ-K-Thermoelement an einem Typ-J-Eingang ausgewertet wird, rechnet das Gerät mit der falschen Kennlinie. Dadurch entstehen falsche Messwerte. Sensorart, Leitung und Parametrierung müssen immer übereinstimmen.

Wo finde ich passende Thermoelemente und Messumformer?

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